SU1001313A1

SU1001313A1 - Power supply system with two voltage levels

Info

Publication number: SU1001313A1
Application number: SU813361160A
Authority: SU
Inventors: Михаил Никонорович Фесенко; Лидия Васильевна Копылова; Виктор Иванович Коротков; Евгений Степанович Подколодный
Original assignee: Московский автомеханический институт
Priority date: 1981-10-26
Filing date: 1981-10-26
Publication date: 1983-02-28

Description

(54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НА ДВА УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ(54) POWER SUPPLY SYSTEM FOR TWO VOLTAGE LEVELS

1 -: ;one -: ;

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к производству и потреблению электроэнергии, и может примен$ппьс дл питани -систем электро- обор(удовани автомобилей, тракторов .и других транспортных средств.The invention relates to electrical engineering, in particular, to the production and consumption of electricity, and can be applied to power supply systems (electric cars, tractors, and other vehicles).

На соврем е йыхгрузогаых автомобил х необходимо дл увеличени мощности некоторых потребителей выполн ть нх на более высокое напр жение (24В или 48В). Однако имеетс больша группа эликтропотребителей, которую целесооб- разно оставл ть на более низком напр жении (12В),On modern vehicles, it is necessary to increase the power of some consumers to a higher voltage (24V or 48V) to increase the power of some consumers. However, there is a large group of conflict consumers, which it is advisable to leave at a lower voltage (12V),

Указанным противо|речивь1М требовани м удовлетвор ют системы электропитани на два уровн напр жени (12 и 24 В, 12 и 48 В и т,д,), В таких «ристемах при неработающем двигателе внутреннего сгорани или при работе на ма+ лой частоте потребители могут питатьс от аккумул торных батарей.These contradictory requirements are met by two voltage levels of the power supply system (12 and 24 V, 12 and 48 V and t, e,). In such systems, when the internal combustion engine is not working or when operating at a low frequency, can be powered by batteries.

Известна система электрооборудовани на два уровн напр жени , содержа ща генератор переменного тока с двум многофазными корными ой лотками.A two-voltage electrical system is known, comprising an alternator with two multi-phase crust trays.

Генератор таиеет две обмотки кор работающие кажда со свЬим выпр о ите- лем, включенными последовательно, и одну общую обмотку возбуждени . Общный регул тор напр жени реагирует i на, суммарное напр жение 24В. Кажйый выпр м гтель работает на свою нагрузку и оба вшр мител на общую нагрузку. При равенстве чисйа витков в обоих комплектах обмоток такие системы могут работать с одним регул тором напр жени . Последнее упрощает и удещевл ет систему электропитани . Особенностью схемы вл етс наличие специального контура, след щего за степенью зар женности каждой из батарей. Дл этого средн точка вьшр Уителей через замьшающие контазипм сое2Q динена со средней точкой нагрузок, а средн точкааккумул торных батарей через размыкающих контакты - со -средней точкой этих нагрузок. Управление электромагнитным реле выполнено наThe generator is equipped with two windings of the core, each with its serializer connected in series, and one common field winding. The common voltage regulator responds i to a total voltage of 24V. Each straightener works on its own load and both loads on the total load. With equal number of turns in both sets of windings, such systems can operate with one voltage regulator. The latter simplifies and cheapens the power supply system. A special feature of the circuit is the presence of a special circuit, which follows the degree of charge of each battery. For this purpose, the average point of the UEs is through the short contact of the 2Q dinene with the middle point of the loads, and the middle point of the rechargeable batteries through the opening contacts is the midpoint of these loads. Electromagnetic relay control is performed on

транзис1х рах и стабилитронах. Применени такой системы целесообразно, если мощность по низшему уровню значительно больше мощности по высшему уровню, В приведенной схеме целесообразно, значени величин нагрузок были близкими а одна из них должна выполн тьс двухпроводной 11J .transistor and zener diodes. The use of such a system is advisable if the power at a lower level is significantly greater than the power at a higher level. In the above scheme, it is advisable that the values of the loads were close and one of them should be two-wire 11J.

Недостатками изво-стной системы вл ютс наличие дополнительного специального устройства (большого количества полупроводниковых элементов) и необходимосгь вьшолнени части потребителей в двухпроводном исполнении.The disadvantages of the exhaust system are the presence of an additional special device (a large number of semiconductor elements) and the need to fulfill some of the consumers in a two-wire design.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности вл етс система электропитани на два уровн напр жени содержаща генератор с двум комплектами обмоток кор , работающими каждый со своим вьшр мителем. При этом оба вьшр мител включены последовательно . Система имеет одну общую обмотку возбуждени . Один вьшр митель питает 12В нагрузку и одну аккумул торную батарею, а оба вьшр мител вместе 24 В нагрузку и две последовательно включенные батареи. Обычный регул тор напр жени реагирует на напр жение 12 В. В системе необходимый режим зар да «К1су 1ул торных батарей при одном регул торе напр жени достигаетс за счет соответствующего вьшолнени обмоток кор генератора (бифил рна намотка-компенсаци реактивных составл ющих напр жени и соответствующий выбор активного сопротивлени обмо-. ток) 2 . Closest to the proposed technical entity is a two voltage level power supply system containing a generator with two sets of core windings, each working with its own expander. At the same time, both the top links are connected in series. The system has one common field winding. One superior driver supplies a 12V load and one battery, and both supra batteries together with a 24V load and two series-connected batteries. A conventional voltage regulator responds to a voltage of 12 V. In the system, the required charge mode of the K1su 1 battery with one voltage regulator is achieved by appropriately performing the generator core windings (bi-filar winding-compensation of reactive voltage components and the corresponding Selection of active resistance (current) 2.

Недостатком данной системы вл етс необходимость специального вьшолнени обмоток, что усложн ет систему в целом и снижает ее надежность.The disadvantage of this system is the need for special winding, which complicates the system as a whole and reduces its reliability.

Цель изобретени - повышение надежности системы путем обеспечени необходимого зар дного режима аккумул торным батаре м в схеме электропитани на два уровн напр жени без применени спеииальшлх регулирующих зар дных устройств и вьшолнени специальных сложных обмоток в генераторе, что одновременно упрощает систему i электропитани в целом.The purpose of the invention is to increase the reliability of the system by providing the required charging mode for the batteries in the power supply system by two voltage levels without the use of special regulating charging devices and by implementing special complex windings in the generator, which simultaneously simplifies the power supply system i as a whole.

Указанна цель Достигаетс тем, что в системе электропитани на два уровн напр л ени , содержащей синхронный генератор с двум статорными обмотками, подключенными к двум выпр мител м, и общей обмоткой возбуждени , подк-пюченной к регул тору напр жени , две аккумул торные батареи, соединенныеThis goal is achieved by the fact that in a power supply system of two levels, containing a synchronous generator with two stator windings connected to two rectifiers, and a common excitation winding connected to the voltage regulator, two batteries, United

последовательно, и две нагрузки на разные уровни напр жени , причем нагрузка низшего уровн подсоединена к средней точке соединени двух батарей и минусу батареи и выпр мител , а высшего УР01ШЯ присоединена к плюсу и минусу последовательно соединенных батарей, статорные обмотки вьшолнены на разные напр жени и подключены кажда через свой вьшр митель к нагрузкам и аккумул торным батаре м разного уровн , причем отрицательные выводы вьшр мителей аккумул торных батарей и нагрузок соединены между собой.two loads on different voltage levels, in series, the lowest level is connected to the midpoint of the connection of two batteries and the minus of the battery and rectifier, while the highest level is connected to the positive and negative side of series-connected batteries, the stator windings are filled to different voltages and connected each through its exponent to the loads and batteries of different levels, with the negative terminals of the extensions of the batteries and loads connected to each other.

При этом дл исключени разр да аккумул торной батареи высшего уровн напр жени на последовательно соединенные нагрузку низшего уровн и нагрузку высшего , уровн между плюсовым и минусовым зажимами аккумул торньк батарей включено реле, замыкающие контакты которого включены между средней точкой аккумул торных батарей и нагрузкой низшего уровн .At the same time, in order to avoid discharging the battery of the highest voltage level to the series-connected low level load and the maximum load level between the positive and negative battery terminals of the battery, a relay is connected, the closing contacts of which are connected between the midpoint of the battery level and the low level load.

В предлагаемой системе оба комплекта обмоток кор выбирают исход из требуемого дл данного автомобил баланса энергии аккумул торных батарей как по верхнему, так и по нижнему уровню напр жени .In the proposed system, both sets of core windings are selected on the basis of the energy balance required for a given car for batteries in both the upper and the lower voltage levels.

На чертеже изображена предлагаема система электропитани .The drawing shows the proposed power supply system.

Система состоит из генератора 1 переменного тока, который имеет два комплекта 2 и 3 многофазных обмоток кор : один комплект 3 на низший уровень напр жени , работающий со своим вьшр мителем 4 на нагрузку 5 нижнего уровн и аккумул торную батарею 6, и второй комплект 2 обмоток на высший уровень напр жени , работающий со своим выпр мителем 7 на нагрузку 8 высшего уровн , и две последовательно соединенные аккумул торные батареи 6 и 9.The system consists of an alternating current generator 1, which has two sets of 2 and 3 multi-phase windings of the core: one set of 3 for the lowest voltage level, working with its expander 4 for the load of the lower 5 and battery 6, and the second set of 2 windings to a higher voltage level, operating with its rectifier 7 to the load 8 of the highest level, and two series-connected batteries 6 and 9.

Обмотка 10 возбужде1га подключена через регул тор 11 напр жени на напр жение высшего уровн - точки 12-13 (или напр жение низшего уровн - точки, 14-13). Зар д аккумул торных батарей 6 и 9 обеспечиваетс соответствующим выбором обмоточных данных генератора.The winding 10 of the exciter is connected through the voltage regulator 11 to the voltage of the highest level - point 12-13 (or the voltage of the lowest level - point, 14-13). The charge of batteries 6 and 9 is ensured by the appropriate choice of generator winding data.

Claims

In the power supply system, the voltage is maintained automatically at the nominal level and the automatic redistribution of loads in the following manner. Let us assume the load at the lowest voltage level is maximum (Rj is minimal), and at the highest level Rg s-o. Current tmhzbuzdeni generator | g is determined by the idle mode of the highest level generator. Higher lowest voltage at the lowest level (J g. Drops, battery 6 discharged, battery voltage of the higher level voltage drops. Ab ° A decrease of id5 will increase the charge current of the second level (and therefore the excitation current 1 will increase and increase the voltage of the lowest level U,, i.e., the generator will start to give more current at the lowest voltage level, let us assume that the lowest level oo, and the high voltage Rg is minimal, i.e., the highest voltage level is maximum loaded. excitation current Ig maximum Down At this level, U increases (3 and therefore, the charge current at the lower level () increases, the voltage of battery 6 rises (/ d U UQ, the charging current decreases at the upper level, and therefore the excitation current decreases and the generator starts to give a lower current at a lower level. Thus, the proposed scheme eliminates both the need to use a special semiconductor device for providing battery charge and the need for bifilary windings. To prevent the battery 9 from being discharged to the lowest load resistance (through the included high voltage level 8) when the battery switch (VM) is off, between the plus of the upper voltage and the short circuit 15 is set between battery midpoint and low level load. Thus, the proposed scheme, in comparison with the known, simplifies the manufacture of stator windings (the stator windings do not need to be bifillary) and the generator circuit as a whole (there is no need to compensate for the reactive voltage component, i.e., exclude capacitors in each phase) With e-yum, a positive charge balance is provided at both voltage levels when the load is applied to both voltage levels. Claims. 1. A two-voltage power supply system comprising a synchronous generator with two stator windings connected to two rectifiers and a common excitation winding connected to the voltage regulator, two batteries connected in series and two loads at a time - voltage levels, where the lowest level load is connected to the medium connecting point of two batteries and the minus of the battery and the top tiers, and the highest level load is connected to the plus and minus of the successively connected batteries, So that, in order to increase the reliability of the system by ensuring a uniform charge of the batteries and The system as a whole, the stator coils, and the coils are connected to different voltages and connected, through their expander, to the load of meters and batteries of different levels of voltage, with the negative views of the connectors, batteries, and loads connected to each other. 2. The system according to claim 1, so that, in order to improve the reliability of the power supply system, between the positive and negative terminals of the circuit of series-connected batteries, a relay is connected, the closure contacts of which are connected between the midpoint of the battery batteries and low level loads. Sources of information taken into account in the examination 1. US patent number 3793544, cl. 320-17, 1972.

2. US patent number 4O45718, cl. 320-17, 1975.